高光譜成像是一種高精度、無(wú)損、非接觸式、實(shí)時(shí)的表面和涂層檢測(cè)方法。涂層和表面層中的缺陷、雜質(zhì)或不一致可能會(huì)降低產(chǎn)品的可靠性和性能，或造成安全隱患。與傳統(tǒng)的基于點(diǎn)的測(cè)量技術(shù)不同，高光譜成像可以覆蓋整個(gè)樣品，確保徹底分析表面的每個(gè)部分是否存在缺陷、一致性和均勻性。

高光譜成像可以檢測(cè)不同類(lèi)型的涂層，識(shí)別不一致性，測(cè)量層厚度，并確保在表面均勻應(yīng)用。例如功能涂層、保護(hù)涂層、屏障圖層、防指紋涂層、氣相沉積涂層等。

高光譜成像（Hyperspectral Imaging, HSI）在顏色和表面表征領(lǐng)域的應(yīng)用，為材料科學(xué)、工業(yè)檢測(cè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和文化遺產(chǎn)保護(hù)等領(lǐng)域提供了非接觸、高分辨率的解決方案。本文從技術(shù)原理、應(yīng)用案例及優(yōu)勢(shì)挑戰(zhàn)等方面展開(kāi)，探討高光譜成像在顏色和表面表征中的潛力與實(shí)踐。

高光譜成像在顏色和表面表征的應(yīng)用

薄膜厚度測(cè)量

傳統(tǒng)薄膜厚度測(cè)量采用的是點(diǎn)光譜，但會(huì)產(chǎn)生不完整的鋸齒狀檢測(cè)圖案，而采用高光譜成像，則可以檢查整個(gè)薄膜或涂層，生成一張薄膜光譜數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)不僅包含厚度數(shù)據(jù)，而且還能檢測(cè)分析涂料成分、產(chǎn)品顏色一致性、水分殘留、涂層缺陷等。

電子元器件上保護(hù)性和功能性涂層檢查

高光譜成像可實(shí)現(xiàn)精確檢查敏感電子元件上保護(hù)涂層的厚度和均勻性，檢測(cè)可能影響可靠性或功能的變化，確保質(zhì)量始終如一，并提高產(chǎn)品性能。

燃料電池金屬雙極板涂層厚度及均勻性

金屬雙極板上均勻的碳膜涂層可提高燃料電池效率。高光譜成像可實(shí)現(xiàn)精確的層厚度測(cè)量和實(shí)時(shí)質(zhì)量控制，幫助制造商確保涂層均勻，減少差異，并優(yōu)化燃料電池性能。

太陽(yáng)能電池的顏色和層厚度測(cè)量

高光譜成像可以測(cè)量鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的層厚度、高精度顏色檢查，有助于驗(yàn)證涂層的一致性、美觀性和材料完整性并優(yōu)化其效率。

電池電極涂層檢查

高光譜成像可用于檢查電池電極涂層材料純度和成分，識(shí)別和化學(xué)分類(lèi)，探測(cè)化學(xué)反應(yīng)或者降解，以及涂層、批次均勻性。電池組件通常經(jīng)過(guò)涂層處理以提高其耐用性。保持電極涂層的同質(zhì)性和均勻性對(duì)于優(yōu)化效率和壽命至關(guān)重要。高光譜成像有助于評(píng)估涂層的均勻性，確保其符合要求的規(guī)格。

晶圓檢測(cè)

在半導(dǎo)體行業(yè)中，高光譜成像能夠在不損壞晶圓的情況下精確分析晶圓表面均勻性、層厚度和缺陷檢測(cè)，評(píng)估薄膜沉積、污染和微結(jié)構(gòu)變化。

金屬工業(yè)的表面檢測(cè)

高光譜成像可用于檢測(cè)熱鋼上的雜質(zhì)，金屬上的油膜、水膜、蠟?zāi)?、漆膜，磷酸鹽轉(zhuǎn)換涂層，食品包裝的 PE（聚乙烯）薄膜涂層的厚度測(cè)量以及污染檢測(cè)。高光譜成像可以精確檢查涂層，確保材料的完整性和性能。

高光譜成像的核心優(yōu)勢(shì)

實(shí)現(xiàn)快速、非接觸、無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)

多維度信息融合

精準(zhǔn)定量定性分析

高光譜成像通為顏色和表面表征提供了革命性的工具。盡管面臨數(shù)據(jù)處理和成本挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)進(jìn)步與跨學(xué)科合作，其在質(zhì)量控制、科學(xué)研究和可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用前景廣闊。未來(lái)，高光譜成像將進(jìn)一步推動(dòng)自動(dòng)化、智能化檢測(cè)系統(tǒng)的革新，成為多領(lǐng)域不可或缺的分析手段。

審核編輯 黃宇